1. NVCC

1.1 nvcc 是什么？

nvcc（NVIDIA CUDA Compiler）是 NVIDIA CUDA 编程工具链中的编译器驱动程序。它负责将基于 CUDA C/C++ 编写的代码编译成能够在 NVIDIA GPU 上执行的程序。

nvcc 会将 CUDA 内核代码 和普通 C/C++ 代码 编译在一起，生成最终的可执行文件或对象文件，供 CPU 和 GPU 协同运行。

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1.2 nvcc 的主要功能

1. 编译 CUDA 程序：
   nvcc 处理标识为 GPU 的代码段（通常是 __global__ 或 __device__ 修饰的函数），并将这些代码编译成 GPU 能够理解的 PTX（并行线程执行）代码或二进制代码（SASS）。

2. 支持混合代码：
   它可以将 CPU 代码 和 GPU 代码 混合编译，从而实现 CPU 和 GPU 的协同计算。

3. 生成目标代码：

   • PTX（Parallel Thread Execution）：GPU 中间表示代码。
   • CUBIN（CUDA Binary）：可直接在 GPU 上运行的二进制代码。
   • 主机代码：用于 CPU 执行的部分。

4. 跨平台支持：
   支持多个操作系统，包括 Linux、Windows 和 macOS。

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1.3 nvcc 的基本用法

打开x64 Native Tools Command Prompt for VS 2019

1. 编译 CUDA 程序

假设有一个名为 example.cu 的 CUDA 源文件，可以使用以下命令进行编译：

nvcc example.cu -o example

• example.cu：输入的 CUDA 源文件。
• -o example：生成的可执行文件名称。

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#include<stdio.h>

int main(int argc, char const *argv[])
{
    printf("hello world!\n\n");
    return 0;
}

nvcc helloworld.cu -o main

2. 生成 PTX 代码

要查看 CUDA 内核编译成的 PTX 代码，可以使用 -ptx 参数：

nvcc -ptx example.cu

• 输出文件为 example.ptx。
  

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3. 指定 GPU 架构

CUDA 支持不同的 GPU 架构（例如 sm_70、sm_80 等），你可以使用 -arch 参数指定 GPU 目标架构：

nvcc -arch=sm_70 example.cu -o example

• sm_70 表示为 NVIDIA Volta 架构生成代码。
• 不同的 GPU 架构标识可以在 NVIDIA 官方文档 中找到。

4060ti,这里采用sm_86

nvcc -arch=sm_86 helloworld.cu -o main

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4. 查看 nvcc 版本

nvcc --v

• 输出结果会显示当前安装的 CUDA 编译器版本，例如：

  Cuda compilation tools, release 11.8, V11.8.89
  Build cuda_11.8.r11.8/compiler.31833905_0
  

nvcc 的工作流程

1. 预处理：nvcc 将源代码中的 CPU 和 GPU 代码区分开。
2. 编译：
   • CPU 部分：交给标准的 C/C++ 编译器 处理（如 gcc 或 cl）。
   • GPU 部分：编译为 PTX 或 CUBIN，以便在 GPU 上执行。
3. 链接：将 CPU 和 GPU 代码重新组合，生成可执行文件。

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nvcc 的典型输出文件

• 可执行文件（.out、.exe）
• PTX 文件（.ptx）
• CUBIN 文件（.cubin）
• 对象文件（.o 或 .obj）

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总结

• nvcc 是 NVIDIA CUDA 工具链中的编译器驱动，用于编译 CUDA C/C++ 代码。
• 它将 GPU 部分的代码转换为 PTX 或二进制代码，CPU 部分的代码交由标准 C/C++ 编译器处理。
• 使用 nvcc 可以轻松编译 CUDA 程序，实现 CPU 和 GPU 的协同计算。